JP2004527365A - 表面コーティングプラントを制御する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも多軸型装置（３、４、５）を備えた表面コーティング設備を制御する方法に関するものであり、各軸がモーター手段を設け、装置がスプレー（８）のような機器と、それに対応するセンサーとアクチュエータを備える。前記方法が、各機器タイプに関して、処理製品のジェットを特徴付けし、前記のようなデータを収容すること；装置（３、４、５）、特にそれらの運動軸を特徴付けすること、処理される構成要素（２）の特徴を記録すること;前記要素を基に、処理製品の所望の厚さを考慮して、装置の軌道を自動的に作成すること；を含む。前記方法が、自動車の車体を塗装するため、アプリケーションファイルを自動的に作成できる。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に自動車産業用の表面コーティングを制御する方法に関するものである。この方法は、特に塗装スプレーを具備した装置によって、自動車の車体を塗装する自動プラントを制御するため応用可能である。
【背景技術】
【０００２】
自動車産業において、例えばコンベア−によって運ばれる車体を塗装することを目的とした、表面処理プラントが、例えば車体の側壁をコーティングする六個で一組の装置と、車体の表面をコーティングする、“ルーフマシーン”と称される一個の装置とを備えており、それらは実質的に水平である。側部装置に関連する六個の装置の各々は、スプレーを具備しており、ルーフマシーンは三個の個別スプレーを備えている。そのようなプラントは、車体を塗装するため前方へ移動させるコンベアーと同期して動作する。更にそれは垂直換気するキャビンと、コーティング製品を回収するシステムを備えている。
【０００３】
特にそのようなプラントを制御する装置は：
プラントに入る車体のタイプを確認し、それがその領域を離れるまで、その車体を監視すること；
装置各々に動作的な運動をもたらすこと、支持するスプレーまたは複数のスプレーの噴霧パラメータを制御することが可能で；どの場合も、動作的な運動及び噴霧パラメータは、処理される車体に関して特定のものである。
【０００４】
そのような制御システムは、本出願人の名で2000年3月30日登録のフランス国特許出願明細書第00.04074号で出願され、第2806934号で公告されている。
【０００５】
制御システムの“情報処理”構成要素の一つは、車体の各タイプに関して、“アプリケーションファイル”と称する表をメモリー内に配置させており、その表は装置と別の要素の各々に関する位置コマンドを、コンベアー上の車体の進行によるスプレーの各々に関するセッティングと共に、全て含んでいる。規則的な間隔で、各間隔は例えば予定の距離にかけてコンベアー上の車体の移動に対応しており、装置及びスプレーは、車体がプラント内で前方へ移動しているので、新しいセッティングを必要とする。
【０００６】
車体の各タイプに関するアプリケーションファイルは、プログラムを実行するコンピューター上でプログラムされる。それらのファイルの作成は、任意の形状の車体に関して、入力時にプラントにおける車体の様々な位置に関して行われ、様々なコマンドが、各装置の様々な軸の位置と、スプレーの各々に関する処理製品の流量と、（静電スプレーのため）供給される電圧などに対応している。
【０００７】
車体の各部材に関するアプリケーションファイルを最適化するため必要な時間は、非常に長い。それは多数のポイントを記録する必要があり、装置の各々の運動学的なエンベロープが、車体の部材の形状に近づく。これは各車体の部材に関して重要であり、一般的に各製造プラントに関して平均で二十個の車体の部材がある。結果的に、アプリケーションファイルに関するポイントの数は、車体の部材の外形上の複雑さに依存して、約百に制限される。更に任意の様々なタイプの塗装において、スプレーセッティングの調節が陰影に依存して必要である。結果的に、アプリケーションの数は更に、陰影の数によって増やされ、合計で、数万のプログラミングポイントからなる表が得られる。
【０００８】
更に、実際のサイズすなわち車体の部材に関して、それらアプリケーションファイルをテストする必要がある。そのようなテスト及び調節過程は、数日から数週間連続し得る。それは、コーティング及びクリーニング製品を費やすこと、及びプラントを汚してメンテナンスを必要とすることで、時間、また動作コストに関して高価になる。更に自動車プラントでは、共通して製造停止する夏季の間に、旧式のプラントを新型のプラントに取り替える。そしてその間の四週間に、旧式のプラントのカバーを外し、基礎構造を変更して、新型プラントを組立て、作動と空テストを行い、最後にアプリケーションを調節し、浪費を最少にして、充分な製造を始める準備をする。テストと調整の過程は、新しいプラントを始動するために最も長く且つ最も不確かな部分を象徴している。
【０００９】
またテスト過程は、車体の部材、塗装及びクリーニング製品を必要とするので、重要な動作コストを象徴するものである。また全体的なプラントの機能部分、すなわち製品分配ネットワーク、圧縮空気ネットワーク、コンベアー、機室、燃焼室を作ることも必要である。また装置及びキャビンを各テスト過程の後に清掃する必要もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、全ての欠点を回避することに努め、過程に必要な時間及び／またはそれに関する動作コストを減らすことによって、アプリケーションファイルをテストし、且つ最適化するための過程のコストを減らすことが可能な方法を提供することを目的とし、この方法は有利には、新型の車体、または一般的に処理すべき部分が現れる時、または噴霧される製品の特徴が変わる時、より簡単に変更を採り入れることを可能にする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
最後に、本発明の課題は主に、自動車産業、特に少なくとも一つの多軸型装置を備えた表面コーティングプラントに関して、表面コーティングプラントを制御する方法であり、各軸はモーターを具備しており、特定または各装置は、例えば、対応するセンサーとアクチュエータと共に、スプレーのような器具を備えており、この方法は：
塗料のような処理製品の噴出を、スプレーのような器具タイプの各々に関連して、そして塗料のような処理製品タイプの各々に関連して、特徴付けし、それらの要素がスプレーデータベースに収容すること、
一つの装置または複数の装置が、塗料のような処理製品の塗布に関連して、そして特に各装置の運動軸に関して、それらの軸を互いに結び付けて、特徴付けすること、
表面を処理すべき車体のような一部分の特徴を記録すること、
前記要素の全てから、且つ処理される部分の全てのポイントで所望の処理製品の厚みから、塗料のような処理製品を塗布する各装置のコースを自動的に作成すること、
を含む。
【００１２】
多数の装置からなるプラントに関して、方法は更に、プラントの様々な装置に対して課題を自動的に割り当てるステップを含み、車体のように処理される表面を、それら様々な装置によって個々に処理される領域に、分類する。
【００１３】
有利には、方法は更に対応する装置のコースの各ポイントで、特に噴霧される塗料のような処理製品の任意の厚みを関数として、スプレーのような器具の器具を自動的に行うステップを含む。
【００１４】
前記に関連して、本発明による方法は、また塗料として得られる、処理製品の厚みを模擬試験するステップも含み、それは模擬試験の最後に得られる処理製品の厚みを表示するステップによって、有利に補われる。
【００１５】
従って、組立ての際に、本発明の課題である方法が、何らかの方法で、各装置の動き及びスプレーのような器具の動作を模擬試験することによって、長く高価なテストを避けられるので、アプリケーションファイルの自動書き込みをでき、同時に例えば問題が生じる特定のポイントで、処理製品の厚みを手動または自動修正した後、得られた結果を照合して確認することができる。
【００１６】
詳細には、車体をスプレーを具備した装置によって塗装するために（一例として）使用される、本発明による方法は、第一に塗料噴射がスプレータイプの各々に関連し、且つ塗料タイプの各々に関連して特徴付けする。テストは、プレート上の試験室において、異なる流量値、異なる値の細い空気、異なる値の高電圧、異なる距離、そして普通速度のコンベアーで実行されて、塗料噴射の衝突部分（形状、特に幅と高さ）と得られた塗料の厚みを測定することが可能である。そして、それらのデータはデータベースに、塗料の特性（粘性、固体含有パーセンテージ、など）と共に蓄積される。
【００１７】
第二に、一つまたはそれ以上の塗布装置を特徴付けすることを必要とする。すなわち各運動学的な軸（加速、速度、動程、など）が、等式の形でコンピューターの中に入れられる。そして軸は、例えば円形補間法によって“結び付けられる（joined）”。これはオペレーターが、スプレーノズルを必要とする位置を与えるだけで、軸の各々をプログラムする必要はないことを意味している。そしてコンピューターが、前記位置から可変速度駆動に利用されるセットポイントを、各軸に対応し且つ装置の運動学的制限に従って、決定する。
【００１８】
次に車体を、“3D”デジタルファイルの形で、例えばCD-ROMによって採り入れ、最終製造者によって、コンピューターの中に直接送る。このファイルを基本に、方法は一定数の規則によって、装置の全ての運動学的エンベロープを作成し、その規則は、
各一対の装置によって構成され、キャビンの各側の面して実質的に位置し、対称的に働く各“プレーン”は、塗装される車両の領域に配置され；例えば、一方のプレーンが前部フード、屋根及びタンクの水平領域に関連し、別のプレーンはホイールハウジングに下がる下部外板に関連し、第三のプレーンは中間領域に関連すること、
大きなエリアを表す領域は、噴射の幅を有する塗料のストリップを同時に発生させることが可能な揺働を描くことによって、塗装され；それらの領域を全て適切にコーティングするため、ストリップが重なり合わう必要があり、それを一定の厚さを保つように全領域にわたって同じ方法で行わなければならい。ゆえに、コンベアーの速度によって増す揺動過程は、衝突幅の半分、または三分の一でなければならないこと、
塗料噴射部を開く時に装置の動きの修正率を得るため、オーバトラベル（overtravel）を提供する必要があり、その間に装置が減速または加速すること、
装置の各々に関する負荷率を、一方の装置から他方の装置へ、できるだけ相似にしなければならないこと；それによって時間の80％について動作する一つの“プレーン”と、20％について動作する別のプレーンを有する例に関して、問題にならないこと、
塗料を噴霧することなく描かれる動きは最少にされ、各装置によってカバーされる領域と、その塗装表面との割合は、模擬試験の最後に与えられること、
を含んでいる。
【００１９】
様々な“プレーン”に役割を割り当てること、及び車体を領域に分類することが、手動または自動で行われる。
【００２０】
このステップの最後に、この方法は車体の周囲で装置の各々の動きを完全に模擬試験し、それらの運動をスクリーンに表示することが可能である。それは任意にエラーファイルを起こすことも可能であり、そこでは問題を提示する領域または位置（一方の軸の速度オーバー、一方の軸の制限を越えること、接近不可能なポイント）が与えらる。例えばポイントを補正するため、手動接続部が、動かされ得る。
【００２１】
この車体領域の各々に関する所望の塗料の厚み及びコースから、全てのポイントで、噴霧パラメータの各々に関する設定を決定することが残っている。このオペレーションは、プレーン上の試験室において実行されるテストによって、作成されたデータベースから、自動的に行われ、それにより、所望の塗料の厚みを得るため、コースの全てのポイントに、塗料噴射部を配置すること、すなわち各スプレーの設定を与えることが可能である。塗布コーティングの効果、すなわち車体に実際塗布される塗料の量に対する噴霧された塗料の量の割合は、特に使用されるスプレーのタイプ（静電効果を利用またはそれなし）に依存して、現実にできるだけ近づけるために応用される。このステップの最後に、車体の全ポイントで得られた理論的な厚みと、可能であれば所望の厚みと比べた相異点を、スクリーン上に表示することが可能である。
【００２２】
従って、この方法は各車体部材と各濃淡に関するアプリケーションファイルを、自動的に生成することを可能にする。そして、それらのファイルは、車体部材の最終ユーザーの家屋で、実際の寸法に関してテストされる。塗料の厚みの読み取りは、最後に行われ、過剰な厚み及び少ない厚みの領域で、領域の特別なトポロジーと、実際の噴霧状態により、正確な塗料の厚みを得ることを可能にするため、手動または自動の修正を、アプリケーションファイルに対して行い得る。
【００２３】
運動模擬試験過程または塗装中に生じるエラーと、それに対応する修正は、専門システムによって、第一模擬試験において自動的にエラーを修正することが可能なデータベースに送る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の課題とする方法は、特別な応用の範囲内で、添付図面によって図示される。
【００２５】
図１及び図２に示されているように、本発明の課題である方法は、特に自動車の車体２を塗装するプラントを制御するために応用可能である。そのタイプのプラントは、塗装される車体部材２を、互いに一定空間をあけて続けて、前進させるコンベアー６の各則部に、多軸型装置３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂを備えている。必要ならば、このプラントは、コンベアー６の上に配置された“ルーフ装置”（図示せず）と称する装置も備える。
【００２６】
二つの側部装置３ａ、３ｂは、向かい合って配置されている。これは第二組の装置４ａ、４ｂと第三組の装置５ａ、５ｂに関しても同様である。
【００２７】
それらの装置３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂの各々が、ロボット動作可能なアーム７を支えるフレームを備え、それは塗料蓄積部と組み合わさったスプレー８で支持されている。互いに向かい合って配置された二つの装置は、“プレーン”と称される部分を形成しており、車体部材３の確定した領域を塗装するために割り当てられている。例えば:
第一組の装置３ａ、３ｂによって構成されたプレーンは、前部フード９、車体２の屋根１０及びトランク１１を塗装し；
第三組の装置５ａ、５ｂによって構成されたプレーンは、車体２の下部外板１２を塗装し；
第二組の装置４ａ、４ｂによって構成されたプレーンは、（前記で定義した“高位”領域と“低位”領域との間に結合部を形成する）車体２の中間領域１３を塗装する。
【００２８】
本発明の課題である方法は、装置３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂの運動軸の特徴と、それらの塗料ジェット１４のスプレー８の特徴とを、車体２を関数として含み、様々な装置３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂの作業を自動的に準備する。この方法は、テスト及び修正により“アプリケーションファイル”を作成し且つ利用することを可能にし、所望の塗装の厚さを考慮して：
装置３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂのコース及び速度と；
それら各装置の個々のスプレー８の設定と；
必要であれば、装置３ａ、３ｂまたは、４ａ、４ｂまたは、５ａ、５ｂの個々の様々な“プレーン”に対する役割（車体２を領域に分類）の割り当て；
を確定及び制御するようにする。
【００２９】
図１及び図２に関連して前記したように、車体を塗装するために本発明の特別な応用に関連して、その方法のステップが、図３のフローチャートにより図示されている。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の課題である方法は、処理されるどの部分も、また使用される装置の数及び特別な特徴がどのようでも、銃による自動的な表面コーティングを制御するどのシステム、または類似の技術に応用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の方法を使用して制御される、車体塗装プラントの一部の平面図。
【図２】図１の塗装プラントの最終図。
【図３】このタイプのプラントに応用される、本発明による方法のステップを示したフローチャート。

Claims (8)

1. 少なくとも一つの多軸型装置（３、４、５）を備え、各軸がモーター手段を設け、そのまたは各装置が、例えば対応する複数のセンサーと複数のアクチュエータと共にスプレー（８）のような機器を具備した、表面コーティングプラントを制御する方法において：
   スプレーのような各機器タイプに関して、塗料のような各処理製品タイプに関して、塗料のような処理製品のジェットを特徴付けし、それらの要素をスプレーデータベースに収容すること、
   塗料のような処理製品を塗布することに関して、一つの装置または複数の装置（３、４、５）と、また特に各装置の複数の運動軸を、それらの軸を互いに結び付けて、特徴付けすること、
   車体のような処理される表面の一部分（２）の特徴を記録すること、そして、
   全ての前記要素により、また処理される部分（２）の全てのポイントで、所望の処理製品の厚さにより、塗料のような処理製品を塗布する各装置（３、４、５）のコースを、自動的に作成すること、
   を特徴とする方法。
2. 処理製品を塗布する複数の装置（３、４、５）を備えたプラントに関して、プラントの様々な装置（３、４、５）に役割を自動的に割り当て、車体（２）のような処理される表面を、それら様々な装置によって、個々に処理される領域（９〜１３）に分類するステップを、更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. スプレーのような機器のセッティングを、対応する装置（３、４、５）のコースの各ポイントで、特に噴霧される塗料のような処理製品の所望の厚さを関数として、自動的に行うステップを更に含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 得られた塗料のような処理製品の厚さを、模擬試験するステップも含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 模擬試験の最後で得られた処理製品の厚さを、表示するステップによって、厚さを模擬試験する前記ステップが補足されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 処理製品の厚さを、特別なポイントで手動により修正するステップを、更に含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 処理製品の厚さの読み取りにより、特に特定のポイントで、厚さを自動的に修正するステップを、更に含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
8. 自動車の車体（２）を塗装するプラントを制御するために利用され、そのタイプのプラントが、塗装される車体部材（２）を前進させるコンベアー（６）の各側部に配置された、複数の多軸型装置（３、４、５）を備え、必要であれば、装置はそのコンベアーの上に配置され、各装置（３、４、５）が少なくとも一つのスプレー（８）を設けており、方法がそのプラントに関して“アプリケーションファイル”を自動的に作成することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。